古希腊科学与哲学之二天文学和数理科学

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1、第二讲古希腊的科学与哲学宇宙论问题：大地的形状,宇宙的结构泰勒斯：大地在水中放牧，像一根圆木浮在水中对于大地漂浮于其上的水，泰勒斯并没有刻画，所以,泰勒斯只给出了很粗糙的宇宙图景，也没回答宇宙的结构的问题阿那克西曼德大地处于中心，与各端距离相等，没有朝某个方向运动-无论朝上、朝下，或是朝旁边的运动，因为对于它来说，同时实现相反方向的运动是不可能的，所以它必然保持静止不动大地处于宇宙中心宇宙是对称的地球是圆的?阿那克西曼德大地是柱状的，像鼓一样，有彼此相反的两个表面，我们就在其中一个表面上理由：观察经验：大地表面基本是平的阿那克西美尼盘状的大

2、地浮于气上日月星辰固定在一个半球的水晶体上半球水晶体盖在大地上面，受气的推动围绕着大地转动米利都学派的主张：1、大地需要养料（水、无定形、气）2、大地位于宇宙中心（阿那克西曼德、阿那克西美尼）3、大地不是球形的问题：为什么米利都学派没有得出“地是球形”的结论？毕达哥拉斯学派数的和谐Cosmos（宇宙）：和谐与秩序天体的数目是十：中心火、地球、恒星天球、太阳、金星、木星、水星、火星、土星、对地十这个数目是完满的地球是球体（所有的天体都是球形的）球形是最美的立体图形处于宇宙中央的是中心火，所有的天体包括地球都绕着中心火,以特殊的数为比例作圆周运

3、动。十个天体之间的距离是和谐的，并且按照它们的距离事物比例而运动，有的快些，有的慢些，运动慢的发出深厚的音调，运动快的发出高昂的音调，由于它们之间的和谐的比率就产生了和谐的音调—美妙的乐章拯救现象问题：行星的不规则运动柏拉图：假定行星作怎样的均匀而有序的运动，才能说明它们表面的运动？同心球理论柏拉图——《蒂迈欧篇》地球是宇宙的中心，它由一层一层的球壳所包围。各天体在其所处的球壳上运转，它们离地球的距离越来越远，依次是月亮、太阳、水星、金星、火星、木星、土星和恒星球，各同心球之间由正多面体联接，这些天体都围绕着地球运转。欧多克斯：同心球理论以

4、图中行星（红点）为例，该行星嵌在四个同心球中最里面的一个球上。每个球绕自己的轴、且按不同的速度旋转。这些轴的取向又各有不同，里面的球的轴置于外面球的内表面上，若选择适当的倾角和各球取不同的旋转速度，就可以解释行星的复杂视运动。也就是说，欧多克斯是把任意曲线的非等速的运动，用许多等速的圆运动来趋近。同心球理论的要点1、用几何方法来拯救现象天是尊贵的完美的，所以必然是作最完美的圆周匀速运动。真正的天文学是研究这最完美的天，可见的天只是我们凡人所观察到得表面现象。2、运动的是天球（球壳），而非天体天体固定在天球上，随天球运动。而天球看不见摸不着，

5、只具有形而上学和几何学上特征——但对于柏拉图学派而言已经足够了，无需考虑动力来源。亚里士多德：水晶球宇宙模型亚里士多德的问题：解决动力问题（物理学）每个同心球像一个个水晶球那样透明可鉴，是真实的天体每个同心球的由其外一层的天球推动最外层：宗动天——由神来推动宇宙理论不但是符合天文现象的数学体系，而且是物理上合理的、可理解的实在的体系亚里士多德的运动理论宇宙结构（元素分布）——以月亮天球为界月上天：物质由以太元素构成月下天：物质由气、火、水、土四种元素构成天然处所：每种物质都有绝对的天然处所，重的在下，轻的在上，以太无轻重运动规则：万物有趋向

6、天然处所的本性天然运动受迫运动运动特征：月上天：以太物质做永恒的位移运动月下天：每样物质所含的元素决定了物质的运动趋向含气含火多则往上升；含水含土多则往地心掉希腊化文明公元前4世纪下半叶，马其顿的亚历山大大帝统一了整个希腊，并且在帝国扩张的过程中将希腊文明传播至东方。亚历山大去世后，他的帝国分为三个部分1、马其顿（安提哥那王国）2、叙利亚（塞流卡斯王国）3、埃及（托勒密王国）——缪赛昂学院（Museum）罗马共和国在公元前146年征服希腊本土，公元前31/30年，最后继业者王国-托勒密王国灭亡从亚历山大大帝逝世到至公元前2世纪希腊灭亡（或到

7、托勒密王国灭亡），这段时期，称希腊化文明希腊化时期阿里斯塔克斯的日心说基本观点：将太阳置于宇宙的中心，如果月亮、地球及已知的无可行星在搁置在大小不同的轨道上以不同的速率围绕太阳旋转，则可以得到一个简单的宇宙体系。优点：有效解释行星有时离地球较近，有时离地球较远的现象。问题：为什么阿里斯塔克斯的日心说没有被人们接受?致命缺陷：1、违反了哲学原则和直觉观念2、没有详细计算和对行星路径的定量预言来加强其体系只是定性的揣测）3、古希腊人没有观察到周年视差——所以被证伪了Tips：周年视差试看看远处的一个物体，在鼻子前举起一直手指，并且闭上一只眼，用

8、另一只眼观看，反复交换两只眼，会发现相对于时钟，手指好像跳了位置。这就是视差。把手伸直，你会发现跳变的位置好像小了一点。因为有视差，我们才能分辨物体的远近，产生距离感。如果地球不